高效率双管正激电路pdf

  本实用新型属于开关电源技术领域，尤其涉及一种高效率双管正激电路，包括输入电路、正激电路、PWM控制电路、尖峰吸收电路和输出电路；正激电路包括第一MOS管和第二MOS管；尖峰吸收电路包括第一电感、第一磁复位二极管和第二磁复位二极管，第一电感的第一端连接第一MOS管的源极，第一电感的第二端连接第二MOS管的漏极；第一磁复位二极管的正极连接第一电感的第二端，第二磁复位二极管的负极连接第一电感的第一端。电路开通时利用电感的抑制作用，以降低尖峰电压大小，同时通过第一磁复位二极管和第二磁复位二极管完成第一电

  1.一种高效率双管正激电路，其特征是，包括输入电路、正激电路、PWM控制电路、尖

  峰吸收电路和输出电路；所述正激电路连接所述输入电路，所述PWM控制电路连接所述正激

  电路，所述尖峰吸收电路连接所述正激电路，所述输出电路连接所述尖峰吸收电路和所述

  所述正激电路包括第一MOS管和第二MOS管；所述尖峰吸收电路包括第一电感、第一磁

  复位二极管和第二磁复位二极管，所述第一电感的第一端连接所述第一MOS管的源极，所述

  第一电感的第二端连接所述第二MOS管的漏极；所述第一磁复位二极管的正极连接所述第

  一电感的第二端，所述第一磁复位二极管的负极连接所述第一MOS管的漏极；所述第二磁复

  位二极管的正极连接所述第二MOS管的源极，所述第二磁复位二极管的负极连接所述第一

  2.根据权利要求1所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述输出电路包括第二隔

  离变压器、同步整流电路、输出滤波电路和输出反馈电路；所述第二隔离变压器的初级侧连

  接所述尖峰吸收电路；所述同步整流电路连接所述第二隔离变压器的次级侧；所述输出滤

  波电路连接所述同步整流电路；所述输出反馈电路连接所述输出滤波电路和所述PWM控制

  3.根据权利要求2所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述同步整流电路包括第

  三MOS管和第四MOS管；所述第三MOS管的漏极连接所述第二隔离变压器的第三端，所述第三

  MOS管的栅极连接所述第二隔离变压器的第四端；所述第四MOS管的源极连接所述第三MOS

  管的源极，所述第四MOS管的漏极连接所述第二隔离变压器的第三端，所述第四MOS管的栅

  4.根据权利要求3所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述同步整流电路还包括

  第一电容、限流电阻和稳压管；所述第一电容的第一端连接所述第三MOS管的栅极，所述限

  流电阻的第一端连接所述第一电容的第二端，所述稳压管的正极连接所述限流电阻的第二

  5.根据权利要求2所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述输出滤波电路包括第

  二电解电容和第三电解电容，所述第二电解电容的两端连接所述同步整流电路，所述第三

  6.根据权利要求2所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述输出反馈电路包括第

  一光耦，所述第一光耦的内部发光二极管连接所述输出滤波电路，所述第一光耦的内部光

  7.根据权利要求2所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述输入电路上设置有第

  一电解电容，所述尖峰吸收电路还包括第三磁复位二极管和第四磁复位二极管；所述第三

  磁复位二极管的正极连接所述第二隔离变压器的第二端，所述第三磁复位二极管的负极连

  接所述第一电解电容；所述第四磁复位二极管的负极连接所述第二隔离变压器的第一端。

  8.根据权利要求1‑7任一项所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述PWM控制电

  路包括PWM控制芯片、第一开关三极管、第二开关三极管和第一隔离变压器，所述第一开关

  三极管的基极和所述第二开关三极管的基极均与所述PWM控制芯片的第六引脚连接，所述

  第一隔离变压器的初级侧与所述第一开关三极管的发射极和所述第二开关三极管的发射

  极均连接，所述第一隔离变压器的次级侧与所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极

  9.根据权利要求1‑7任一项所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述输入电路包

  括交流输入、熔断器、压敏电阻和热敏电阻；所述熔断器与所述交流输入的L端连接，所述压

  10.根据权利要求9所述的高效率双管正激电路，其特征是，所述输入电路还包括整

  流桥，所述整流桥的输入连接所述交流输入，所述整流桥的输出连接所述正激电路。

  [0001]本实用新型属于开关电源技术领域，尤其涉及一种高效率双管正激电路。

  [0002]双管正激拓扑因具有较高电压输入和较大功率输出、拓扑结构精简、带载能力强、

  动态特性好的优势，有效的解决了初级MOS管电压应力和磁复位问题，被大范围的应用在各大领

  [0003]利用带载能力强的优势，双管正激拓扑在低压大电流领域应用时因原边MOS管开

  关速度较快，输出二极管或输出MOS管反向恢复时间比较久，导致输出管存在较高的尖峰电

  压。现存技术中为降低尖峰电压通常会采用增加RC吸收电路或选用更高耐压的二极管或

  MOS管，而耐压越高内阻或导通压降越高，提高了元件选型要求，增加了设计成本，降低了产

  品的转换效率，增加了产品的发热量。这也使得该类产品在应用时需额外增加散热风扇进

  [0005]本实用新型的目的是提供一种高效率双管正激电路，旨在解决现存技术中双管

  [0006]为实现上述目的，本实用新型实施例提供一种高效率双管正激电路，包括输入电

  路、正激电路、PWM控制电路、尖峰吸收电路和输出电路；所述正激电路连接所述输入电路，

  所述PWM控制电路连接所述正激电路，所述尖峰吸收电路连接所述正激电路，所述输出电路

  [0007]所述正激电路包括第一MOS管和第二MOS管；所述尖峰吸收电路包括第一电感、第

  一磁复位二极管和第二磁复位二极管，所述第一电感的第一端连接所述第一MOS管的源极，

  所述第一电感的第二端连接所述第二MOS管的漏极；所述第一磁复位二极管的正极连接所

  述第一电感的第二端，所述第一磁复位二极管的负极连接所述第一MOS管的漏极；所述第二

  磁复位二极管的正极连接所述第二MOS管的源极，所述第二磁复位二极管的负极连接所述

  [0008]作为一种优选方案，所述输出电路包括第二隔离变压器、同步整流电路、输出滤波

  电路和输出反馈电路；所述第二隔离变压器的初级侧连接所述尖峰吸收电路；所述同步整

  流电路连接所述第二隔离变压器的次级侧；所述输出滤波电路连接所述同步整流电路；所

  [0009]作为一种优选方案，所述同步整流电路包括第三MOS管和第四MOS管；所述第三MOS

  管的漏极连接所述第二隔离变压器的第三端，所述第三MOS管的栅极连接所述第二隔离变

  压器的第四端；所述第四MOS管的源极连接所述第三MOS管的源极，所述第四MOS管的漏极连

  [0010]作为一种优选方案，所述同步整流电路还包括第一电容、限流电阻和稳压管；所述

  第一电容的第一端连接所述第三MOS管的栅极，所述限流电阻的第一端连接所述第一电容

  的第二端，所述稳压管的正极连接所述限流电阻的第二端，所述稳压管的负极连接所述第

  [0011]作为一种优选方案，所述输出滤波电路包括第二电解电容和第三电解电容，所述

  第二电解电容的两端连接所述同步整流电路，所述第三电解电容并联于所述第二电解电容

  [0012]作为一种优选方案，所述输出反馈电路包括第一光耦，所述第一光耦的内部发光

  二极管连接所述输出滤波电路，所述第一光耦的内部光电三极管连接所述PWM控制电路的

  [0013]作为一种优选方案，所述输入电路上设置有第一电解电容，所述尖峰吸收电路还

  包括第三磁复位二极管和第四磁复位二极管；所述第三磁复位二极管的正极连接所述第二

  隔离变压器的第二端，所述第三磁复位二极管的负极连接所述第一电解电容；所述第四磁

  [0014]作为一种优选方案，所述PWM控制电路包括PWM控制芯片、第一开关三极管、第二开

  关三极管和第一隔离变压器，所述第一开关三极管的基极和所述第二开关三极管的基极均

  与所述PWM控制芯片的第六引脚连接，所述第一隔离变压器的初级侧与所述第一开关三极

  管的发射极和所述第二开关三极管的发射极均连接，所述第一隔离变压器的次级侧与所述

  [0015]作为一种优选方案，所述输入电路包括交流输入、熔断器、压敏电阻和热敏电阻；

  所述熔断器与所述交流输入的L端连接，所述压敏电阻并联于所述交流输入的两端，所述热

  [0016]作为一种优选方案，所述输入电路还包括整流桥，所述整流桥的输入连接所述交

  [0017]本实用新型实施例提供的高效率双管正激电路中的上述一个或多个技术方案至

  [0018]1、本实用新型通过在电路中设置第一电感、第一磁复位二极管和第二磁复位二极

  管，在电路开通的瞬间利用电感的抑制作用，以降低尖峰电压大小，同时通过所述第一磁复

  位二极管和第二磁复位二极管完成第一电感的磁复位，依次交替。同时，电路尖峰电压降低

  后使得MOS管能选用耐压更低、内阻更小的型号，大大降低了成本，提高了转化效率。

  [0019]2、本实用新型通过在同步整流电路中设置第一电容、限流电阻和稳压管，在第二

  隔离变压器的次级侧导通后，第一电容、限流电阻和稳压管形成自激供电为第三MOS管提供

  驱动信号，利用第一电容通高频阻低频的特性在开关瞬间吸收尖峰电压，以降低尖峰电压。

  [0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术

  描述中所需要用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新

  型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以

  [0021]图1为本实用新型实施例提供的高效率双管正激电路的电路原理图。

  [0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始

  至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参

  考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本

  [0025]在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、

  “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为

  基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不

  是指示或暗示所指的装置或元件一定要有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不

  [0026]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性

  或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

  隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个

  [0027]在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连

  接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；

  可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也能够最终靠中间媒介间接相连，可以

  是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可

  [0028]在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供一种高效率双管正激电路，包括

  输入电路100、正激电路200、PWM控制电路300、尖峰吸收电路400和输出电路500。所述正激

  电路200连接所述输入电路100，所述PWM控制电路300连接所述正激电路200，所述尖峰吸收

  电路400连接所述正激电路200，所述输出电路500连接所述尖峰吸收电路400和所述PWM控

  [0029]所述输入电路100包括交流输入AC、熔断器FS1、压敏电阻ZNR1和热敏电阻RT1。所

  述熔断器FS1与所述交流输入AC的L端连接，所述压敏电阻ZNR1并联于所述交流输入AC的两

  端，所述热敏电阻RT1与所述交流输入AC的N端连接。所述输入电路100还包括整流桥DB1，所

  述整流桥DB1的输入连接所述交流输入AC，所述整流桥DB1的输出连接所述正激电路200。

  [0030]所述正激电路200包括第一MOS管Q2和第二MOS管Q5，所述第二MOS管Q5连接所述第

  [0031]所述PWM控制电路300包括PWM控制芯片U1、第一开关三极管Q1、第二开关三极管Q4

  和第一隔离变压器T1。本实施例中所述PWM控制芯片U1的型号优选为NCP1252A，或同类型其

  他芯片。所述第一开关三极管Q1的基极和所述第二开关三极管Q4的基极均与所述PWM控制

  芯片U1的第六引脚连接，所述第一隔离变压器T1的初级侧与所述第一开关三极管Q1的发射

  极和所述第二开关三极管Q4的发射极均连接，所述第一隔离变压器T1的次级侧与所述第一

  [0032]所述尖峰吸收电路400包括第一电感L2、第一磁复位二极管D2和第二磁复位二极

  管D6，所述第一电感L2的第一端连接所述第一MOS管Q2的源极，所述第一电感的第二端连接

  所述第二MOS管Q5的漏极。所述第一磁复位二极管D2的正极连接所述第一电感L2的第二端，

  所述第一磁复位二极管D2的负极连接所述第一MOS管Q2的漏极。所述第二磁复位二极管D6

  的正极连接所述第二MOS管Q5的源极，所述第二磁复位二极管D6的负极连接所述第一电感

  [0033]通过在电路中设置所述第一电感L2、第一磁复位二极管D2和第二磁复位二极管

  D6，在电路开通的瞬间利用电感的抑制作用，以降低尖峰电压大小，同时通过所述第一磁复

  位二极管D2和第二磁复位二极管D6完成所述第一电感L2的磁复位，依次交替。同时，电路尖

  峰电压降低后使得MOS管能选用耐压更低、内阻更小的型号，大大降低了成本，提高了转

  化效率。实验根据结果得出转化效率在94.5％左右，相较于传统的双管正激拓扑90％效率大幅

  [0034]所述输出电路500包括第二隔离变压器T2、同步整流电路510、输出滤波电路520和

  输出反馈电路530。所述第二隔离变压器T2的初级侧连接所述尖峰吸收电路400；所述同步

  整流电路510连接所述第二隔离变压器T2的次级侧；所述输出滤波电路520连接所述同步整

  流电路510；所述输出反馈电路530连接所述输出滤波电路520和所述PWM控制电路300。

  [0035]所述同步整流电路510包括第三MOS管Q6和第四MOS管Q3。由于MOS管的反同恢复时

  间远不及普通肖特基二极管，导致使用MOS管做同步整流的所述第三MOS管Q6和所述第四

  MOS管Q3两端的尖峰比普通肖特基二极管高很多，在设置所述第一电感L2、第一磁复位二极

  管D2和第二磁复位二极管D6之后能有效解决尖峰电压高的问题，从而可选用较低内阻的

  [0036]所述第三MOS管Q6的漏极连接所述第二隔离变压器T2的第三端，所述第三MOS管Q6

  的栅极连接所述第二隔离变压器T2的第四端。所述第四MOS管Q3的源极连接所述第三MOS管

  Q6的源极，所述第四MOS管Q3的漏极连接所述第二隔离变压器T2的第三端，所述第四MOS管

  [0037]在本实施例中，所述同步整流电路510还包括第一电容C5、第二电容C6、限流电阻

  R3和稳压管ZD1。所述第一电容C5的第一端连接所述第三MOS管Q6的栅极，所述第二电容C6

  并联于所述第一电容C5的两端，利用所述第一电容C5和所述第二电容C6通高频阻阻低频的

  特性在开关瞬间吸收尖峰电压，进而达到降低尖峰电压的作用，改变所述第一电容C5、所述

  第二电容C6的容值来调整所述第三MOS管Q6驱动信号的电压幅值，在一定条件下所述第一

  电容C5、所述第二电容C6的容值越大尖峰越小，对应驱动电压越高。所述限流电阻R3的第一

  端连接所述第一电容C6的第二端，所述限流电阻R3起限流作用，所述限流电阻R3的阻值越

  小驱动电流越大，驱动电压越高。所述稳压管ZD1的正极连接所述限流电阻R3的第二端，所

  述稳压管ZD1的负极连接所述第二隔离变压器T2的第三端。所述稳压管ZD1用于降低由所述

  第二隔离变压器T2次级绕组电压太高引起驱动电压高问题，通过调所述稳压管ZD1大小可

  有效的改变MOS管的驱动能力。同时，在PWM处于断续工作模式时，由于振铃波的存在，加入

  [0038]所述输出滤波电路520包括第二电解电容C2和第三电解电容C3。所述第二电解电

  容C3的两端连接所述同步整流电路510，所述第二电解电容C2的正极连接所述第四MOS管的

  漏极，所述第二电解电容C2的负极连接所述第四MOS管的源极。所述第三电解电容C3并联于

  [0039]所述输出反馈电路530包括第一光耦U3，所述第一光耦U3的内部发光二极管连接

  所述输出滤波电路520，所述第一光耦U3的内部光电三极管连接所述PWM控制电路300的PWM

  [0040]在本实用新型的另一个实施例中，如图1所示，所述输入电路100上设置有第一电

  解电容C1，所述尖峰吸收电路400还包括第三磁复位二极管D3和第四磁复位二极管D7。所述

  第三磁复位二极管D3的正极连接所述第二隔离变压器T2的第二端，所述第三磁复位二极管

  D3的负极连接所述第一电解电容C1。所述第四磁复位二极管D7的负极连接所述第二隔离变

  压器T2的第一端。当所述第一MOS管Q2和所述第二MOS管Q5同时开通时电流方向上正下负，

  关断后电流方向下正上负，此时所述第三磁复位二极管D3和所述第四磁复位二极管D7将能

  [0041]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本

  实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型

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